Vật lí 11 (Cánh diều) Bài 3: Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện

đoàn việt cường Ngày: 12-08-2023 Lớp 11

385

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu lời giải Vật lí 11 (Cánh diều) Bài 3: Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi từ đó học tốt môn Vật lí 11.

Vật lí 11 (Cánh diều) Bài 3: Điện thế, hiệu điện thế, tụ điện

Câu hỏi trang 75 Vật lí 11

Mở đầu trang 75 Vật Lí 11: Để dịch chuyển một điện tích dương đến gần điện tích dương khác, cần phải đẩy nó để thắng lực đẩy giữa chúng, Hình 3.1. Trong trường hợp này, ta nói rằng cần phải thực hiện một công để di chuyển một điện tích lại gần một điện tích khác.

(ảnh 1)

Năng lượng của một điện tích di chuyển trong điện trường được xác định như thế nào?

Lời giải:

Năng lượng của một điện tích di chuyển trong điện trường được xác định bằng công của lực điện trường tác dụng lên điện tích dương q và có độ lớn: A = qEd.

Câu hỏi trang 76 Vật lí 11

Câu hỏi 1 trang 76 Vật Lí 11: Vì sao đường biểu diễn sự thay đổi thế năng điện trong điện trường đều ở Hình 3.2 là một đường thẳng?

Vì sao đường biểu diễn sự thay đổi thế năng điện trong điện trường đều ở Hình 3.2 là một đường thẳng (ảnh 2)

Lời giải:

Vì thế năng tỉ lệ thuận với khoảng cách theo công thức W_M = A = qEd.

Câu hỏi 2 trang 76 Vật Lí 11: Vì sao thế năng của điện tích tăng theo chiều ngược với chiều của cường độ điện trường?

Lời giải:

(ảnh 1)

Thế năng của điện tích tăng theo chiều ngược với chiều của cường độ điện trường vì:

- Mốc tính thế năng ở bản âm.

- Khi đưa một điện tích dương đến gần bản dương, công mà ta thực hiện đã chuyển thành thế năng điện của điện tích và làm tăng thế năng của nó trong điện trường.

- Nhìn vào hình vẽ ta có thể thấy ngay khi điện tích di chuyển đến gần bản dương thì thế năng tăng theo chiều ngược với chiều của cường độ điện trường.

Câu hỏi trang 77 Vật lí 11

Câu hỏi 3 trang 77 Vật Lí 11: So sánh công của lực điện dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ điểm đang xét ra vô cùng và công thực hiện để dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ vô cùng về điểm đang xét.

Lời giải:

Công của lực điện dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ điểm đang xét ra vô cùng có độ lớn bằng với công thực hiện để dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ vô cùng về điểm đang xét nhưng trái dấu.

Câu hỏi 4 trang 77 Vật Lí 11: Điện thế tại một điểm trong điện trường là gì?

Lời giải:

Điện thế tại một điểm trong điện trường là đại lượng đặc trưng cho điện trường tại điểm đó về thế năng của điện tích q trong điện trường đó.

Câu hỏi trang 81 Vật lí 11

Câu hỏi 5 trang 81 Vật Lí 11: Vì sao tụ điện có năng lượng?

Lời giải:

Khi tụ điện chưa được tích điện thì điện tích của tụ bằng không, hiệu điện thế của tụ điện cũng bằng không.

Khi tụ được tích điện, nguồn điện thực hiện công đưa các điện tích đến các bản tụ điện. Tức là phải thực hiện công để đẩy electron lên bản này và kéo chúng ra khỏi bản kia. Theo định luật bảo toàn năng lượng, công này bằng năng lượng của tụ điện.

Câu hỏi trang 82 Vật lí 11

Luyện tập 2 trang 82 Vật Lí 11: Một tụ điện có điện dung 2 000 µFđược tích điện đến hiệu điện thế 10 V. Tính năng lượng của tụ điện.

Lời giải:

Năng lượng của tụ $W = \frac{C U^{2}}{2} = \frac{{2000.10}^{- 6} {.10}^{2}}{2} = 0,1 J$

Câu hỏi 6 trang 82 Vật Lí 11: Tìm hiểu ứng dụng của tụ điện.

(ảnh 1)

Lời giải:

Các em tham khảo ví dụ dưới đây:

Tìm hiểu ứng dụng của tụ điện

Họ và tên:

Lớp, trường:

Mục đích

Tìm hiểu ứng dụng của tụ điện để khởi động động cơ.

Dụng cụ và phương pháp

- Nguồn điện, công tắc, tụ điện, động cơ (quạt, motor), điện trở, dây dẫn điện.

- Làm thí nghiệm.

Kết quả và thảo luận

Tụ điện hoạt động dựa trên nguyên lý phóng nạp (tích trữ năng lượng điện và phóng ra các electron để tạo ra dòng điện) và nguyên lý nạp xả (khả năng dẫn điện xoay chiều).

Kết luận

Tụ điện có khả năng phóng nạp và nạp xả nên có thể sử dụng được trong mạch điện xoay chiều và khi mắc với các động cơ sẽ tạo ra dòng điện lớn trong một khoảng thời gian rất nhỏ giúp động cơ hoạt động ngay lập tức.

Vận dụng trang 82 Vật Lí 11: Cho các dụng cụ sau: Một tụ điện có điện dung 100 µF và hiệu điện thế định mức khoảng 12 V; 4 pin 1,5 V; Một LED; Một điện trở 50Ω; công tắc, dây dẫn điện. Nêu phương án dùng các dụng cụ này chứng minh tụ điện có lưu trữ năng lượng.

Lời giải:

Phương án chứng minh tụ điện có lưu trữ năng lượng:

Bước 1: Mắc nối tiếp 4 pin lại với nhau để được bộ nguồn có hiệu điện thế lớn hơn.

(ảnh 1)

Bước 2: Nối hai bản của tụ điện với 2 cực của bộ pin, khi đó pin sẽ tích điện cho tụ.

(ảnh 2)

Bước 3: Tháo tụ ra khỏi mạch trên, lắp 2 bản của tụ vào 2 cực của đèn LED, công tắc, điện trở thì khi đóng công tắc ta thấy đèn LED sáng. Chứng tỏ tụ điện có lưu trữ năng lượng.

(ảnh 3)